一种螺栓联接件变形及摩擦模拟试验装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种螺栓联接件变形及摩擦模拟试验装置。
【背景技术】
[0002]在反应堆内部构件中，导流板通过销钉和螺栓以简支方式固定在吊篮上。正常工作状态下，导流板和吊篮的温度为350°C，当发生事故时，将冷水注入后，导流板温度迅速下降到150°C左右，它与吊篮间由于温度差而发生变形不协调，将导致导流板、吊篮和联接螺栓等构件产生附加应力，因此，有必要搞清其应力、应变的机理及其影响因素。由于现有试验条件的限制，急需设计一个螺栓联接件变形及摩擦简易模拟试验装置，用于测量试样变形不协调引起的应变或变形量，为反应堆内部构件的设计及结构完整性评定奠定理论基础。
【发明内容】
[0003]为了克服现有的反应堆内导流板和吊篮间的应变机理及影响因素无法方便测量的缺点，本发明提供一种螺栓联接件变形及摩擦模拟试验装置。
[0004]本发明采用的技术方案是:
[0005]一种螺栓联接件变形及摩擦模拟试验装置，包括试板和至少包括一对压板的压板组，所述试板的长度和厚度均大于所述压板，所述压板上设有螺接孔，每对压板的螺接孔直径按一定规律变化，所述试板上设有通孔，所述试板与所述压板可拆卸式连接，每对所述压板依次与所述试板配合；
[0006]一对所述压板分别位于所述试板的上下两面，且两端分别通过销钉和螺栓连接件固定，所述销钉和所述试板、压板过盈配合；所述螺栓连接件包括贯穿所述螺接孔和通孔的螺栓，所述螺接孔的直径大于所述通孔，所述螺栓与所述螺接孔间隙配合，所述螺栓与所述通孔过盈配合，所述螺栓的一端通过第一螺母和防松螺母固定，另一端设有用于施加螺栓预紧力的第二螺母；
[0007]所述螺栓上还套设有套筒，所述套筒的两端分别与所述压板和第一螺母或第二螺母抵触；所述套筒和所述试板上均设有用于检测螺栓预紧力的第一应变片，所述试板和压板上均设有检测应变值的第二应变片，所述第一应变片和第二应变片均与显示装置连接。
[0008]进一步，所述销钉与螺栓间的距离大于所述第二应变片长度的三倍。
[0009]进一步，所述第一应变片分别位于所述套筒和所述试板的侧面，所述第二应变片分别位于所述试板和所述压板的上表面。
[0010]进一步，高温条件下，所述试板和所述压板分别采用线膨胀系数不同的金属材料制成。
[0011 ] 进一步，所述螺栓采用与试板或压板相同的材料制作。
[0012]进一步，所述压板位于所述试板的中间。
[0013]进一步，所述压板组包括至少6对压板。
[0014]进一步，靠近所述第二螺母的套筒上设有第一应变片。
[0015]本发明的有益效果体现在:利用试板和压板分别模拟反应堆内导流板与吊篮，本发明能较好地模拟反应堆内导流板与吊篮的简支连接，可实现常温和高温环境下螺栓连接件变形及摩擦的模拟试验，制作成本低，操作方便，大大加快了试验及研宄进度。
【附图说明】
[0016]图1是本发明的轴测图。
[0017]图2是本发明的俯视图。
[0018]图3是图2中A-A向剖视图。
【具体实施方式】
[0019]参照附图，一种螺栓联接件变形及摩擦模拟试验装置，包括试板I和至少包括一对压板2的压板组，所述试板I的长度和厚度均大于所述压板2，所述压板2上设有螺接孔，每对压板2的螺接孔直径按一定规律变化，所述试板I上设有通孔，所述试板I与所述压板2可拆卸式连接，每对所述压板2依次与所述试板I配合；
[0020]一对所述压板2分别位于所述试板I的上下两面，且两端分别通过销钉3和螺栓连接件固定，所述销钉3和所述试板1、压板2过盈配合；所述螺栓连接件包括贯穿所述螺接孔和通孔的螺栓4，所述螺接孔的直径大于所述通孔，所述螺栓4与所述螺接孔间隙配合，所述螺栓4与所述通孔过盈配合，所述螺栓4的一端通过第一螺母6和防松螺母7固定，另一端设有用于施加螺栓预紧力的第二螺母8 ;
[0021]所述螺栓4上还套设有套筒5，所述套筒5的两端分别与所述压板2和第一螺母6或第二螺母8抵触；所述套筒5和所述试板I上均设有用于检测螺栓预紧力的第一应变片9，所述试板I和压板2上均设有检测应变值的第二应变片10，所述第一应变片9和第二应变片10均与显示装置连接。
[0022]进一步，所述销钉3与螺栓4间的距离大于所述第二应变片10长度的三倍。
[0023]进一步，所述第一应变片9分别位于所述套筒5和所述试板I的侧面，所述第二应变片10分别位于所述试板I和所述压板2的上表面。
[0024]进一步，高温条件下，所述试板I和所述压板2分别采用线膨胀系数不同的金属材料制成。
[0025]进一步，所述螺栓4采用与试板I或压板2相同的材料制作。
[0026]进一步，所述压板2位于所述试板I的中间。
[0027]进一步，所述压板组包括至少6对压板2。
[0028]进一步，靠近所述第二螺母8的套筒5上设有第一应变片9。
[0029]所述销钉3与螺栓4间的距离大于所述第二应变片10长度的三倍，是为了保证第二应变片10数据的有效性。
[0030]本发明利用试板I和压板2分别模拟反应堆内导流板与吊篮。
[0031]螺栓4上端通过螺母6和预紧螺母7固定，下端通过第二螺母8施加螺栓预紧力。
[0032]两个所述套筒5，其中一个两端分别与第一螺母6和压板2抵触，另一个两端分别与第二螺母8和压板2抵触。
[0033]I)螺栓连接件的组装
[0034]试板I的中间上下两面分别安装一对压板的两个压板2，压板2 —端通过销钉3与试板I固定连接，销钉3分别与试板I和压板2形成过盈配合，压板2另一端通过中间光滑带有双头螺纹的螺栓4与试板I连接，螺栓4与试板I形成过盈配合，螺栓4与压板2形成较大的间隙配合，并保证压板2的螺接孔与试板I的通孔对中，将套筒5穿过螺栓4安装在试板I的上下两面，螺栓4 一头通过第一螺母6和预紧螺母7固定，并通过螺栓4另一头的第二螺母8施加一定的螺栓预紧力，即完成螺栓连接件的组装。
[0035]2)常温下实施的方式和步骤:
[0036]a)将螺栓连接件移至拉力试验机工作台上，在试板I及第二螺母8旁的套筒5的侧面分别粘贴第一应变片9，在试板I和压板2的上表面分别粘贴第二应变片10 ;
[0037]b)用拉力试验机夹头夹住试板I的两端；
[0038]c)采用载荷控制方法将试验机加载到规定的载荷值；
[0039]d)保持在规定载荷条件下测定各点的应变值；
[0040]通过更换不同螺接孔直径的压板2，以及对第二螺母8施加不同的预紧力，重复以上测试过程。在规定载荷水平下，测取不同的螺栓预紧力及螺接孔直径下所述试板I与所述压板2的变形数据。通过试验获得到不同压板螺接孔直径、不同螺栓预紧力、不同拉伸载荷条件下所述试板I与所述压板2的应力和应变值，进而得到在常温条件下它们之间的关系，并进一步计算及分析其摩擦力、摩擦系数和影响因素。
[0041]3)高温下实施的方式和步骤:
[0042]a)将螺栓连接件放入适当尺寸的高温炉内，试板I两端为自由端；
[0043]b)规定时间内把炉子升温至350°C，然后保持恒温一段时间；
[0044]c)利用引伸计、光栅仪等工具测取压板2、试板I端面的相对变形量；
[0045]d)重复温度加载若干次，算得变形量的平均值；
[0046]通过更换不同螺接孔直径的压板2，以及对第二螺母8施加不同的预紧力，重复以上测试过程。在350°C温度水平下，测取不同的螺栓预紧力及压板螺接孔直径下试板I与压板2的变形数据。通过试验得到350°C温度下，不同压板螺接孔直径、不同螺栓预紧力、不同螺栓材料下试板I与压板2的变形差，并计算得到其应力和应变值，从而得到350°C温度下它们之间的关系，并进一步计算及分析其摩擦力、摩擦系数和影响因素。
[0047]本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的例举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。
【主权项】
1.一种螺栓联接件变形及摩擦模拟试验装置，其特征在于:包括试板和至少包括一对压板的压板组，所述试板的长度和厚度均大于所述压板，所述压板上设有螺接孔，每对压板的螺接孔直径按一定规律变化，所述试板上设有通孔，所述试板与所述压板可拆卸式连接，每对所述压板依次与所述试板配合； 一对所述压板分别位于所述试板的上下两面，且两端分别通过销钉和螺栓连接件固定，所述销钉和所述试板、压板过盈配合；所述螺栓连接件包括贯穿所述螺接孔和通孔的螺栓，所述螺接孔的直径大于所述通孔，所述螺栓与所述螺接孔间隙配合，所述螺栓与所述通孔过盈配合，所述螺栓的一端通过第一螺母和防松螺母固定，另一端设有用于施加螺栓预紧力的第二螺母； 所述螺栓上还套设有套筒，所述套筒的两端分别与所述压板和第一螺母或第二螺母抵触；所述套筒和所述试板上均设有用于检测螺栓预紧力的第一应变片，所述试板和压板上均设有检测应变值的第二应变片，所述第一应变片和第二应变片均与显示装置连接。
2.如权利要求1所述一种螺栓联接件变形及摩擦模拟试验装置，其特征在于:所述销钉与螺栓间的距离大于所述第二应变片长度的三倍。
3.如权利要求2所述一种螺栓联接件变形及摩擦模拟试验装置，其特征在于:所述第一应变片分别位于所述套筒和所述试板的侧面，所述第二应变片分别位于所述试板和所述压板的上表面。
4.如权利要求3所述一种螺栓联接件变形及摩擦模拟试验装置，其特征在于:高温条件下，所述试板和所述压板分别采用线膨胀系数不同的金属材料制成。
5.如权利要求4所述一种螺栓联接件变形及摩擦模拟试验装置，其特征在于:所述螺栓采用与试板或压板相同的材料制作。
6.如权利要求5所述一种螺栓联接件变形及摩擦模拟试验装置，其特征在于:所述压板位于所述试板的中间。
7.如权利要求6所述一种螺栓联接件变形及摩擦模拟试验装置，其特征在于:所述螺栓中间光滑两头带螺纹。
8.如权利要求7所述一种螺栓联接件变形及摩擦模拟试验装置，其特征在于:所述压板组包括至少6对压板。
9.如权利要求8所述一种螺栓联接件变形及摩擦模拟试验装置，其特征在于:靠近所述第二螺母的套筒上设有第一应变片。
【专利摘要】一种螺栓联接件变形及摩擦模拟试验装置，包括试板和至少包括一对压板的压板组，试板的长度和厚度均大于压板，压板上设有螺接孔，每对压板的螺接孔直径按一定规律变化；一对压板分别位于试板的上下两面，且两端分别通过销钉和螺栓连接件固定，销钉和试板、压板过盈配合；螺栓连接件包括贯穿螺接孔和通孔的螺栓，螺接孔的直径大于通孔，螺栓与螺接孔间隙配合，螺栓与通孔过盈配合，螺栓的一端通过第一螺母和防松螺母固定，另一端设有用于施加螺栓预紧力的第二螺母；螺栓上还套设有套筒，所述套筒和试板上均设有用于检测螺栓预紧力的第一应变片，试板和压板上均设有检测应变值的第二应变片。
【IPC分类】G01M13-00
【公开号】CN104614162
【申请号】CN201510020159
【发明人】毛剑峰, 包士毅, 李相清, 高增梁, 张康达, 罗利佳
【申请人】浙江工业大学
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2015年1月15日